机械制造工程 教学课件 作者 勋建国 主编第四章Sect.3.ppt

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1、第三节工件的夹紧机械制造工程——第四章一、夹紧装置的组成和设计要求1．夹紧装置的组成动力源装置：产生夹紧作用力的装置传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证夹紧可靠。夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件夹紧装置的组成2．对夹紧装置的设计要求能保持工件定位时已获得的正确位置夹紧力的大小要可靠和适当操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应夹紧行程足够；手动夹紧应能自锁有良好的工艺性和经济性二、确定夹紧力的基本原则含夹紧力的大小、方向和作用点

2、三要素1．夹紧力的方向应指向各定位元件，尽可能垂直于主定位基准，在工件刚度最大方向上将工件夹紧有助于定位，不破坏其准确性和可靠性应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率夹紧力应指向主要定位基面夹紧力方向与夹紧力大小的关系2．夹紧力的作用点夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触的一小块面积应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内应选在工件刚性较好的部位应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩的影响，减少振动夹紧力作用点应在支承面内夹紧力作用点应在刚性较好部位夹紧力作用点应靠近加工表面3．夹紧力的大小要

3、足够防止加工时松动使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论夹紧力乘以安全系数K粗加工取K＝2.5~3，精加工取K＝1.5~2夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。4．减小夹紧变形的措施增加辅助支承和辅助夹紧点高支座镗孔辅助夹紧分散着力点利用对称变形薄壁套的夹紧变形及改善增加压紧件接触面积薄壁套的夹紧变形及改善采用浮动压块和垫环减少工件夹紧变形其他措施对于极薄特形工件，可采用冻结式夹具：将工件定位于一随行的型腔里，然后浇灌低熔点金属，待其固结后一起

4、加工；加工完成后，再加热熔解取出工件（低熔点金属的浇灌及熔解分离，都是在生产线上进行的）。三、常用的夹紧机构及选用1．斜楔夹紧机构工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件斜楔夹紧机构夹紧力的大小：夹持原则：楔块夹紧工件后应能自锁，α≤φ1+φ2为自锁条件一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15，取φ1=φ2=5~7°，故α≤10~14°为了安全可靠，取α=5~7°夹紧特点：结构简单，有增力作用。一般扩力比Q/F≈3。楔块夹紧行程小，增大行程会使自锁性能变差操作不便，夹紧和松开均需敲击楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC偏

5、心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种2．螺旋夹紧机构工作原理：类似楔块夹紧力大小：类似楔块夹紧特点：结构简单，增力大夹紧可靠，能保证自锁夹紧动作慢，适合手动夹紧螺旋夹紧的构造：螺钉、压块、手柄等简单螺旋夹紧机构螺旋压板夹紧机构3．偏心夹紧机构工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件夹紧特点：结构简单，制造方便夹紧迅速，操作灵活行程小，增力小，自锁能力差适合夹紧力小、振动小的场合自锁条件：D/e≥14~20偏心压板夹紧机构4．铰链夹紧机构属增力夹紧机构，机构简单增力倍数大单臂、双臂单作用、双臂双作用铰链夹紧机构四、夹紧动力源装置夹具的动力源有

6、手动、气压、液压、电动、电磁、弹力、离心力、真空吸力等选择动力源时通常应遵循两条原则：经济合理与夹紧机构相适应1．气动夹紧包括三个部分：第一部分为气源，第二部分为控制部分，第三部分为执行部分气压夹紧装置传动的组成2．液压夹紧液压夹紧是利用液压油为工作介质来传力的一种装置。它与气动夹紧比较，具有夹紧力稳定、吸收振动能力强等优点，但结构比较复杂、制造成本高，因此适用于大量生产。液压夹紧的传动系统与普通气压系统类似。3、气-液组合夹紧气-液组合夹紧的动力源为压缩空气，但要使用特殊的增压器，比气动夹紧装置复杂。它的工作原理如图3-32所示，压缩空气进入气缸1

7、的右腔，推动增压器活塞3左移，活塞杆4随之在增压缸2内左移。因活塞杆4的作用面积小，使增压缸2和工作缸5内的油压得到增加，并推动工作缸中的活塞6上抬，将工件夹紧。气-液组合夹紧工作原理返回